井泵研究進展
 一.定義

井泵是抽取地下水的主要設備,，主要有潛水井泵和長軸深井泵兩種產(chǎn)品。

1．長軸深井泵是一種立式離心泵或混流泵,，具有單個或若干個旋轉葉輪,，從與軸同心的抽水部件排水。

 抽水部件借助導水系統(tǒng)懸掛固定,，導水系統(tǒng)內(nèi)裝有將功率傳遞至葉輪的一系列立式傳動軸,，而原動機處于液流外面。整個機組用于從開式水池或封閉吸水系統(tǒng)中抽水,。

2．潛水井泵是一種以立式導流殼式的泵與連續(xù)在水下運行的電機直連成一體的組合機組,。

 機組借助揚水管懸吊于支撐板上，并通過潛水電纜接受電能,。

 兩種產(chǎn)品的水泵部分是基本相同的,，不同之處主要是驅動動力及其與水泵部分的聯(lián)結方式。顯然,，兩者既存在相似之處,，又存在差別。

 在40多年的發(fā)展中,，彼此之間既相互競爭,，同時又相互促進，經(jīng)過市場不斷淘汰和篩選,，zui終形成優(yōu)勢互補的穩(wěn)定的產(chǎn)品系列,。

 泵殼有軸向剖分式和徑向剖分式兩種,。大多數(shù)單級泵的殼體都是蝸殼式的，多級泵徑向剖分殼體一般為環(huán)形殼體或圓形殼體,。

 一般蝸殼式泵殼內(nèi)腔呈螺旋型液道,，用以收集從葉輪中甩出的液體，并引向擴散管至泵出口,。泵殼承受全部的工作壓力和液體的熱負荷,。

右圖為250QJ125型號的結構圖 。 
 

圖1 QJ型井用潛水泵結構圖 
1.泵體2.環(huán)形空間3.葉輪4.螺栓
 

 二. 井泵的發(fā)展歷程

民國35年(1946年)陳阿金等5人合資創(chuàng)辦洽興抽水機修理社(現(xiàn)上海深井泵廠),設在建國西路339號,。它是國內(nèi)*家生產(chǎn)深井泵的工廠,。當年制造出國內(nèi)*臺6英寸深井泵。國外井泵的發(fā)展比較早,，技術上也比較完善,。從1928年*臺潛水井泵的發(fā)明到1961年已經(jīng)全面地標準化。

近幾十年來,，國外的制造商主要在拓寬產(chǎn)品的應用領域和市場競爭力上下功夫,。而我國從60年代初才剛剛起步。通過幾代人的努力實現(xiàn)了從無到有,，從落后到接近*水平的大跨步,。下面僅以井泵的水力性能為主線對井泵技術的發(fā)展歷程作扼要回顧。

農(nóng)業(yè)灌溉和人畜飲水是至關農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素,。能否有效地提水則關系著我國廣大農(nóng)田生產(chǎn)的成敗,。同農(nóng)業(yè)機械化一樣，我國的農(nóng)田提水方式也經(jīng)歷了漫長的演變歷程──從手工,、畜力到機械化,。

在我國的廣大農(nóng)村，人工提水zui為古老和普遍,。伴隨著人們對工具的不斷改進,，逐漸采用轆轤及水車提水。借助畜力又在前者的基礎上更進了一步,。資料表明59年以前大多使用手搖水車提水,，但部分地區(qū)采用了幾種立式活塞提水泵，動力為拖拉機或畜力,，明顯省力,。

沈陽水泵廠于1959年對北方地區(qū)調(diào)查表明當時的提水方式主要有三種 ：

1）解放式水車，畜力帶動,；

2）離心式水泵,，較普遍的是泵放在地面上，也有安裝在地下的，受井內(nèi)條件影響大,，時常中斷工作,；

3）深井泵，泵工作部分在井下,，傳動支承部分用揚水管與傳動軸聯(lián)接,。其中第三種即屬長軸深井泵。由于設計經(jīng)驗不足,，該泵效率比同性能離心泵低10%以上,，但從工程實用角度無疑是三者之中的，這也有力地解決了深井取水,，特別是北方地區(qū)深井取水的難題,。此后的發(fā)展歷史大致可以總結如下：

（1）我國潛水井泵的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：

1.60~70年代中后期的摸索階段

1960年上海江寧電機廠首先試制出2.2JN潛水電泵，*,。

水泵部分采取葉輪配空間導葉形式，水流從葉輪出來經(jīng)過空間導葉消除環(huán)量,，以減小損失,。zui初的設計不是很理想，效率僅為35%,。

1965年上海水泵廠進一步試制出2.2Kw的系列化產(chǎn)品,，效率達到57.5~75.5%，已接近*效率指標,。從水力設計資料看葉輪和導葉的流道面積變化均勻,，說明當時已較好地掌握了水力設計方法。JN型主要針對河湖,、溝渠,、土井淺水作業(yè)，嚴格來講,，早期的JN泵不屬井泵系列,。但其發(fā)展經(jīng)驗，尤其是早期葉輪與導流殼的水力設計經(jīng)驗是彌足珍貴的,。

JN型經(jīng)過3次較大變革成功發(fā)展成QY型作業(yè)面泵,。而北方深井提水也迫切需要相應的產(chǎn)品。65年前后國內(nèi)已經(jīng)開始研制,，由于歷史的原因,，國家于70年左右才開始著手組織北方地區(qū)研究、設計,、試驗NQ型農(nóng)用潛水電泵的工作,。

1972年1月北方八省（市）對NQ系列潛水電泵的設計、系列化進行了總結,；同年3月于石家莊水泵廠對四種口徑九個品種NQ系列潛水電泵制定了統(tǒng)一的定型方案,。此后各地如雨后春筍般相繼開發(fā)出各種型號NQ型潛水電泵。NQ型的水泵部分由進水節(jié),、葉輪,、導流殼和逆止閥等組成，結構整齊,，布置合理,。這樣便于廠家形成多品種、系列化產(chǎn)品,，很好地滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要,。從資料看當時普遍采用一般離心泵葉輪配上空間導葉作為泵體部分。這種生搬硬套既不符合井泵特殊的結構要求和工況,，也不符合井泵內(nèi)部流動原理,，造成能量損耗較大，往往達不到預期的指標,，效率普遍較低,，當時的設計者也注意到了。

 2.70年代中后期~80年代大規(guī)模生產(chǎn)和全面研究階段

由于結構上深井潛水泵受井徑限制,，而且工作部分深入水下,，工況不同于一般離心泵，有必要從流動原理著手,，系統(tǒng)加以研究,。

由于歷史原因，一直到70年代中后期,，針對性的水力模型研究都遲遲沒有開展,。1977年，中國農(nóng)機院開始了部分離心式潛水泵水力模型的研究,，揭開了井用潛水泵全面深入研究的序幕,，通過研究效率普遍提高3~6%。研究從設計,、模型,、鑄造及加工各環(huán)節(jié)詳細作了試驗、分析和探討,，達到了深入的理論和經(jīng)驗積累,。

隨后80年代初中國農(nóng)機院又掀起了深入研究井用潛水泵的高潮，針對葉輪和導葉水力設計理論進行了深入的探討,，取得了豐碩的成果,。

在這些成果的基礎上，促成80年代NQ型井泵的大規(guī)模系列化生產(chǎn)。這一時期全國各地潛水泵廠如雨后春筍般迅速發(fā)展起來,，并且相繼開發(fā)出各自的系列,，達到潛水井泵生產(chǎn)的高峰期。

從資料看這一時期比較成熟的設計之一是模仿普通立式多級離心泵,，采用正反導葉,，葉輪采用水力模型，導葉設計采用等速度矩原理,。另一種采用空間導葉,，葉輪采用水力模型，考慮葉輪與空間導葉的相互作用,，把兩者作為一個整體來設計,。這些設計思想在當時的產(chǎn)品中得到很好得貫徹和體現(xiàn)。

這一時期一些廠家還引進國外廠品進行仿制和改進,，如沈陽水泵廠引進西德Ritz公司的66系列潛水泵,，并加以改進，效果比國外80年代初的產(chǎn)品略有提高,，雖然還追不上同時期國外的技術水平,，但80年代蓬勃的發(fā)展說明我國在井泵的設計水平上較六、七十年代已有了總體的提高,。

80年代中后期NQ型泵逐漸退出歷史舞臺，為QJ系列取代,。后者在結構和性能方面都有所優(yōu)化和提升,，QJ這一型號也一直沿用至今。

 3.90年代以來發(fā)展趨緩

在中國農(nóng)機院80年代初掀起的研究高潮過后,，井泵的研究基本處于停滯狀態(tài),，也不難理解，十余年的生產(chǎn)經(jīng)驗表明井泵性能基本維持在原來的基礎上,，也就是說原有的水力模型是比較的,，那么對于井泵這種量大面廣的產(chǎn)品，廠家更關注如何節(jié)約成本,，而不是水力設計方法的研究,。

大規(guī)模系統(tǒng)化的模型研究已不可能，比較普遍的是廠家對產(chǎn)品略微改進,，或者通過引進國外次產(chǎn)品加以仿制和吸收,。但另一方面，理論研究工作仍然在繼續(xù),。較有共識之一,，在大比速時，葉輪向后傾斜，再配上空間導葉,，這種設計比采用普通離心葉輪(不向后傾斜)的性能要高,，并且在形式上不斷變化中。其二,，在小比速時,，采用葉輪，配上正反導葉,，當時的產(chǎn)品都明顯地反映了這兩種典型形式,。